動態導航
1.多校研究人員的科研成果為製造超強金屬提供了可行策略
2.日本積水化學和住友化學將共同開發用垃圾製造聚烯烴的技術
3.山口潤一郎教授團隊開發出世界上首個脫一氧化碳金屬催化劑
4.美國科學家開發出基於機器學習的新方法，可加速電動汽車電池開發
5.家用新型燃料電池“ENE·FARM type S”將於2020年4月正式銷售
6.日本商船三井和韓國大宇造船將共同開發用於LNG浮式儲存再氣化裝置（FSRU）的環保技術
7.日本開發出對化學強化玻璃的強度進行局部評價的新方法
1.多校研究人員的科研成果為製造超強金屬提供了可行策略
近日，由美國勞倫斯伯克利國家實驗室、加州大學伯克利分校、猶他大學聯合中國上海高壓科學研究中心、浙江大學、復旦大學等高校的研究人員共同完成了一項科研成果，並於2月24日發表在《自然》期刊上。大多數金屬都由微小的金屬顆粒組成，在足夠強大的顯微鏡下，可以看到類似花崗岩檯面的連鎖晶體。材料科學家一直以來認為，隨著組成金屬的晶粒尺寸變小，金屬變得更堅固。但是如果晶粒的直徑小於10納米，則材料會變弱，因為金屬的強度存在極限。但是根據中美兩國科研人員的最新實驗表明，事實並非總是如此。研究人員測試了鎳的樣品，這種材料的納米顆粒大小範圍很廣，最小可達3納米。在高壓下，樣品的強度隨著晶粒尺寸的減小而持續增加。最終，3納米樣品承受了4.2吉帕的力（相當於10萬磅的力，就好比大象在用一隻高跟鞋保持平衡）。它的強度是商用鎳的十倍。該結果是對金屬晶粒的各個原子如何相互作用的新認識，以及一種利用這些物理學方法獲得超強金屬的方法。研究人員表示，“該試驗結果為製造超強金屬提供了一種可行策略。過去，研究人員認為最強的晶粒尺寸約為10-15納米。但是現在我們發現，我們可以在10納米以下製造更堅固的金屬。”
2.日本積水化學和住友化學將共同開發用垃圾製造聚烯烴的技術
日本積水化學公司和住友化學就共同開發用垃圾製造聚烯烴的技術達成一致意見。雙方利用各自的技術優勢進行合作。2017年積水化學和美國的Lanza Tech公司共同成功研發了將未分類垃圾轉化為乙醇的技術，而住友化學擁有多年製造聚烯烴的經驗。屆時，積水化學用垃圾製造乙醇，住友化學將以乙醇為原料生產聚烯烴。兩家公司分別從2022年開始試驗性生產，預計2025年產品投放市場。
日本每年產生的可燃性垃圾約達6000萬噸，能量約達到200兆卡路里。遠遠高於日本每年生產塑料材料使用的化石資源量（年均3000萬噸）和能量（約150兆卡路里）。但是大部分廢舊垃圾被燒燬、填埋，未得到充分有效的利用。通過兩家公司合作，從乙醇生產出塑料等有機化學材料，能夠完成以“垃圾”為原料生產聚烯烴的循環經濟模式，減少新的化石資源使用量和焚燒垃圾產生的二氧化碳排放量，為社會可持續發展做出貢獻。
3.山口潤一郎教授團隊開發出世界上首個脫一氧化碳金屬催化劑
早稻田大學理工學術院的山口潤一郎教授及其帶領的團隊，開發了世界上首個脫一氧化碳金屬催化劑，將芳香族酯的酯骨架轉化為不同芳香族化合物的酯化反應技術。過去利用過渡金屬催化劑從芳香族鹵化物生成芳香族酯過程中，經常使用過量的有毒的一氧化碳氣體。而此次研究中，團隊使用自主研發的鎳催化劑，成功地從芳香族酯(Ar3-COOAr2)中去除酯骨架(COOAr2)，使其轉移到其他芳香族化合物(Ar1-X)中。芳香族酯的酯部位(COOAr2)可以直接作為酯化劑使用，反應簡單而又獨特。通過這次的研究，可以將20種以上的芳香族化合物轉換為酯，且不使用有毒氣體。此次的研究成果，於2020年2月25日（當地時間）刊登在美國化學雜誌《ACS Catalysis》電子版上。
4.美國科學家開發出基於機器學習的新方法，可加速電動汽車電池開發
近日，斯坦福大學、麻省理工學院與豐田研究院的科學家們合作開發了一種基於機器學習的新方法，可以加速電動汽車電池的開發。幾十年來，電動汽車電池的發展一直受到一個主要瓶頸的限制——評估測試時間。在電池開發過程的每個階段，新技術都必須經過數月甚至數年的測試，才能確定它們的壽命。但是現在，這種基於機器學習的方法，可以將這些測試時間減少98%，從近兩年縮短至16天，縮短了近15倍。為了找到在10分鐘內為EV電池充電的最佳方法，最大限度地延長電池的整體使用壽命，科學家們編寫了一個程序，以預測電池對充電方法的不同反應方式。研究人員表示，“有了人工智能，我們能夠迅速找出最有前途的方法，並省去許多不必要的實驗。通過機器學習來優化電池開發過程，可以將技術研發加速了一個甚至更多個數量級。“ 這項研究項目得到了斯坦福大學、豐田研究所、美國國家科學基金會、美國能源部和微軟的支持。研究成果發表在2月份的《自然》期刊上。
5.家用新型燃料電池“ENE·FARM type S”將於2020年4月正式銷售
世界上燃燒效率最高、小規格的家庭用新型燃料電池“ENE·FARM type S”將於2020年4月正式銷售。該燃料電池採用了大阪天然氣公司、愛信精氣公司、京瓷公司和豐田汽車公司共同開發的新技術。該產品可在停電時繼續發電、供應電器使用。新產品改良了電池堆積技術和發電單元控制程序，發電效率為55%，高於市面上的53.5%。而且比現有的熱水供暖系統成本低，更加環保，新型電池電費每年大約減少12.1萬日元，二氧化碳排放量減少2.3萬噸。新產品通過減少堆積電池數和縮小能量控制體積，機器寬度從780毫米降至600毫米，佔地面積減少了20%，大幅度縮小體積。而且該產品上線了配套手機應用，遙控器與智能手機互聯，並配置IoT服務。此外新產品延長了電池的使用壽命，電池壽命從10年增至12年。
6.日本商船三井和韓國大宇造船將共同開發用於LNG浮式儲存再氣化裝置（FSRU）的環保技術
日本商船三井和韓國大宇造船海洋公司就共同開發應用於LNG浮式儲存再氣化裝置（FSRU）的環保技術達成一致。兩家公司正開發一種名為“Cryo-Powered Regas（再氣化冷能發電）”新技術，在FSRU再氣體化工藝中使用機朗肯循環，利用排放到海水的天然氣冷量作為發電電源。這種技術將大幅度削減FSRU再氣化天然氣時的燃料及二氧化碳的排放。兩家公司將在2020年內在小型設備上測試這種技術，未來將向客戶提供環保新技術。這次協議是商船三井為實現積極推進環境和無排放服務以及促進達成SDG(可持續發展目標)的積極舉措之一。
7.日本開發出對化學強化玻璃的強度進行局部評價的新方法
日本東北大學和折原製作所共同開發出對化學強化玻璃的強度進行局部評價的新方法。該評價方法採用非破壞、非接觸的方法，以高空間分辨率（～1μm）對化學玻璃的殘留應力進行評價，可用於製造摔不碎的手機玻璃。手機的化學玻璃的強度和易碎程度很大程度上取決於殘留壓縮應力以及空間分佈。現有的檢測方法評價空間分佈較為困難，但此次使用顯微拉曼光譜和填塞效果的化學強化模型導出應力的局部評價式，求出了市面上化學強化玻璃的應力分佈。此外，評價式包含關於玻璃的組成和網眼構造的信息，期待能開發出摔不碎的化學玻璃。該研究成果於2020年2月21日發表在英國在線科學雜誌《Communications Physics》上。
閱讀更多 前沿材料 的文章
